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逸度

逸度(Fugacity)是热力学中为研究非理想气体混合物的化学势而引入的一个概念,即将非理想气体的压力p乘上一个校正因子γ,也称逸度系数或逸度因子,代入理想气体化学势表达式后得到的,用符号f表示。这个概念最早是由Gilbert N. Lewis于1901年提出的。对于理想气体,其逸度等于相同条件下具有相同化学势气体的压强。

根据逸度定义,理想气体和非理想混合气体逸度的求解方法既有差异也有联系。对于理想气体逸度,除了可以通过热力学性质或者状态方程计算得到,还可以利用图解积分法、对比状态法和近似法进行求解。而针对非理想气体混合物计算某个气体组分的逸度,则根据Lewis-Randoll提出的一个近似规则进行求解,这个规则对于一些常见的气体,可近似为校正压力为标准压力的100倍左右。这些方法在不同的情况下有其适用性和局限性。

物理学的逸度

作为物理学的逸度,其定义是:(dG)=R*T*d(ln f)

f就是逸度,它的单位与压力单位相同,逸度的物理意义是它代表了体系在所处的状态下,分子逃逸的趋势,也就是一种物质迁移时的推动力或逸散能力。

相平衡与逸度

所谓相平衡指的是混合物或溶液形成若干相,这些相保持着物理平衡而共存的状态。从 热力学上看,整个 物系的 自由处于最小的状态。从动力学来看,相间表观传递速率为零。

相平衡热力学是建立在化学位概念基础上的。一个多组分系统达到相平衡的条件是所有相中的温度T、压力P和每一组分i的 化学位μ相等。从工程角度上,化学位没有直接的物理真实性,难以使用。Lewis提出了等价于 化学位的物理量——逸度。它由 化学位简单变化而来,具有压力的单位。由于在理想气体混合物中,每一组分的逸度等于它的分压,故从 物理意义讲,把逸度视为热力学压力是方便的。在真实混合物中,逸度可视为修正非理想性的分压。引入逸度概念后,相平衡条件演变为“各相的温度、压力相同,各相组分的逸度也相等”。

即:T1=T2=......Tn (1)

p1=p2=.......pn (2)

一级方程式锦标赛=f2=.........fn (3)

逸度 f 若不与通过实验直接测得的物理量T、P和组成相关联,那么,式(3)也没有任何实际用途。

参考资料

..2023-12-28

..2023-12-27